c - 加载或洗牌一对带有 SIMD 内在函数的浮点数以进行双打？

Question

我为处理单精度浮点计算 SIMD 内在函数编写了一些优化。

有时，双精度指令比任何单精度pd指令更容易完成我想要的操作。ps

示例 1：

我有指针float prt * 指向浮动块： f0 f1 f2 f3 等。

我想用 [ f0, f1, f0, f1, f0, f1, f0, f1 ] 加载 __m256 值。我没有找到__m256数据类型的 64 位广播。我可以_mm256_broadcast_sd在花车上使用吗？

float* ptr = ...; // pointer to some memory chunk aligned to 4 bytes
__m256 vat = _mm256_castpd_ps( _mm256_broadcast_sd( ( double* )ptr ) );

示例 2：

我有 __m256 值 [f0, f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7]。我可以使用像 _mm256_srl_epi32 这样的移位指令，它将 __m256i 值作为参数来使用我的 __m256 值进行操作吗？

我在实践中检查它并且它有效，但它是使用不同类型指令的正确方法吗？

标签： cssesimdintrinsicsavx

Answer 1

是的，vbroadcastsd对于广播一对浮点数来说是一个很好的 asm 指令，并且_mm256_broadcast_sd+ a cast intrinsic 是在 C 中实现它的安全方法。

请注意，您没有取消引用（在纯 C 中）double*指向float对象的 a 。你只是将它传递给一个内在函数。 _mm256_set1_pd( *(double*)floatp ) 将是 C 中的严格别名未定义行为，但加载/存储内在函数被定义为无论指针实际指向什么都可以工作。正是这样，您可以轻松地对您实际拥有的任何数据进行广泛的加载/存储，而不仅仅是__int64或double.

例如，GCC 的头文件定义_mm256_broadcastsd(const double*)为__builtin_ia32_vbroadcastsd256. 并且 GCC 定义_mm_loadl_epi64包括对 的取消引用*(__m64_u *)__P，其中定义为__m64_u未对齐的可能别名版本__m64。

typedef int __m64_u __attribute__ ((__vector_size__ (8), __may_alias__, __aligned__ (1)));

（另请参阅硬件 SIMD 向量指针和相应类型之间的“重新解释转换”是未定义的行为吗？）

通常，即使采用float*or double*（而不是__m128i*）的加载/存储内在函数也是对齐和严格混叠安全的。 （或者至少我认为它们应该是。在某些编译器上，可能有一些实际上不是严格别名安全的。所以让它们安全地vpbroadcastd从实际上不是的指针发出可能会很痛苦例如，指向一个int；我忘记了是哪个内在函数发现某些编译器不尊重可能的别名。）

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您的示例 2 不清楚。你想对浮点数的位模式进行位移吗？是的，您当然可以这样做，这就是为什么当您想将相同的位重新解释为不同的向量类型时，存在 SIMD 转换内在函数以使 C 编译器满意的原因。

exp()作为实现的一部分，或者log例如使用 AVX 实现指数函数的最快实现，这是很常见的